บทที่ 1 สารและสมบัติของสาร

บทที่ 1 สารและสมบตั ขิ องสาร มาตรฐานการเรยี นรู้ ■ เขา้ ใจสมบตั ขิ องสาร ความสมั พนั ธร์ ะหวา่ งสมบตั ขิ องสาร กบั โครงสรา้ งและแรงยดึ เหนี่ยวระหวา่ งอนุภาค ■ มีกระบวนการสบื เสาะหาความรูแ้ ละจติ วทิ ยาศาสตร์ ■ สอื่ สารสง่ิ ทเ่ี รียนรูแ้ ละนาความรูไ้ ปใชป้ ระโยชน์

2บทที่ 1 สารและสมบตั ิของสาร แนวคดิ ในโลกน้ีมีสารอยมู่ ากมาย แต่ละชนิดก็มีลกั ษณะเฉพาะตวั หรือสมบตั ิแตกต่างกนั ออกไปยากแก่การจดจา จึงตอ้ งมีการจดั จาแนกออกเป็นหมวดหมู่ ตามคุณลกั ษณะท่ีคลา้ ยคลึงกนั เพ่อื ความสะดวกในการศึกษา ธาตุเป็นสารบริสุทธ์ิที่ ไม่สามารถแยกออกไปเป็นธาตุอ่ืนไดอ้ ีก อนุภาคท่ีเล็กที่สุดของธาตุคืออะตอม ซ่ึงประกอบดว้ ยอนุภาคพ้ืนฐานท่ีสาคญั 3 ชนิดคืออิเล็กตรอน โปรตอนและนิวตรอน ธาตุแต่ละชนิดจะมีอนุภาคพ้นื ฐานน้ีเหมือนกนั แต่มีจานวนไม่เท่ากนั ซ่ึงเป็นผลให้ธาตุแตล่ ะชนิดมีสมบตั ิแตกตา่ งกนั ความแตกตา่ งและการเปลี่ยนแปลงของอะตอมน้ี มีผลต่อสมบตั ิของสารประกอบต่างๆ สาระการเรียนรู้ 1. การจาแนกประเภทของสาร 2. โครงสร้างของอะตอม 3. ตารางธาตุ 4. การรับและจา่ ยอิเลก็ ตรอนของธาตุ 5. พนั ธะเคมี 6. สารประกอบ ผลการเรียนรู้ทค่ี าดหวงั เม่ือจบสาระการเรียนรู้แลว้ นกั เรียนควรจะ 1. อธิบายการจดั จาแนกประเภทของสารได้ 2. บอกและอธิบายคุณสมบตั ิของอนุภาคพ้ืนฐานในอะตอมได้ 3. อธิบายการจดั เรียงอิเล็กตรอนในอะตอมได้ 4. อธิบายหลกั การในการรับและจา่ ยอิเลก็ ตรอนของธาตุได้ 5. อธิบายการเกิดพนั ธะเคมีชนิดตา่ งๆ ได้ 6. อธิบายความหมายและการเกิดสารประกอบได้ 7. นาหลกั การและความรู้ที่ไดไ้ ปใชใ้ นชีวติ ประจาวนั และเป็นพ้ืนฐานในการสืบคน้ หาความรู้ตอ่ ไป

3 สารและสมบตั ขิ องสาร วตั ถุตา่ งๆ ที่อยูร่ อบตวั เราไมว่ า่ จะเป็ น โตะ๊ เกา้ อ้ี สมุด ปากกา ดินสอ หรือแมแ้ ต่ตวั ของเราเองจดั วา่ เป็ นสสาร สสารเป็นส่ิงท่ีมีสมบตั ิสองประการคือมีมวลและตอ้ งการที่อยู่ หรือมีปริมาตรมวลและปริมาตร จึงเป็ นสมบตั ิของสสาร ส่วนสารหมายถึงสสารที่เป็ นสารละลาย สารประกอบหรือธาตุ ซ่ึงสามารถเขียนสูตรโมเลกุลและหาองคป์ ระกอบทางเคมีได้ มวลของวตั ถุเป็ นสมบตั ิท่ีเป็ นคา่ คงที่ของสสาร ไม่วา่ จะไปอยูท่ ่ีใดก็เป็นมวลของสสารน้นัเสมอ ส่วนน้าหนกั ของวตั ถุเป็ นผลท่ีเกิดจากแรงดึงดูดของโลก กระทาต่อมวลของวตั ถุ มวลของวตั ถุจะมีค่าคงท่ี แต่น้าหนกั ของวตั ถุสามารถเปลี่ยนแปลงไดข้ ้ึนอยกู่ บั สถานท่ี เช่น วตั ถุเดียวกนัเม่ือชง่ั น้าหนกั บนโลกและดวงจนั ทร์ จะพบวา่ มีน้าหนกั ไม่เท่ากนั แต่มวลของวตั ถุน้นั ยงั คงเท่าเดิมในทางคานวณเราอนุโลม ใหใ้ ชห้ น่วยของน้าหนกั แทนมวลของวตั ถุ สมบตั ิของสารบางอยา่ ง สามารถดูไดจ้ ากลกั ษณะภายนอก เช่น ความหนาแน่น สี กลิ่นจุดหลอมเหลว จุดเดือด ความหนืด การนาไฟฟ้า เป็ นตน้ สมบตั ิของสารในลกั ษณะน้ีเรียกว่าสมบัติทางกายภาพ ส่วน สมบัติทางเคมี เป็ นสมบตั ิที่จะทราบได้จากการเกิดปฏิกิริยาเคมี เช่นความไวในการทาปฏิกิริยา การรวมตวั กบั ออกซิเจน การเกิดเป็ นสารประกอบ การเผาไหมข้ องเช้ือเพลิง การเป็นสนิมของเหล็ก เป็นตน้1. การจาแนกประเภทของสาร เนื่องจากสารท้ังหลาย มีเป็ นจานวนมาก ดังน้ัน เพื่อความสะดวกในการศึกษา จึงจาเป็ นตอ้ งมีการแบง่ ออกเป็ นหมวดหมู่ โดยยดึ เอาลกั ษณะของความเหมือน และความแตกต่างของสมบตั ิในดา้ นต่างๆ ของสาร เป็นเกณฑใ์ นการแบ่ง ซ่ึงเราสามารถจาแนกประเภทของสารไดด้ งั น้ี สารสารเน้ือผสม สารเน้ือเดียว สารละลาย สารบริสุทธ์ิ ธาตุ สารประกอบ รูปที่ 1.1 การจาแนกประเภทของสาร

4 ● สารเนื้อผสม (heterogeneous substance) เป็ นสารที่มองดูแลว้ ไม่เป็ นเน้ือเดียวกนัแต่มีสารปนกนั อยมู่ ากกวา่ 1 ชนิด เช่น ข้ีเล่ือยในน้า กรวดปนทราย พริกปนเกลือ ● สารเนื้อเดียว (homogeneous substance) เป็ นสารที่ผสมกลมกลืน มองเห็นเป็ นเน้ือเดียวกนั มีสมบตั ิเหมือนกนั โดยตลอดทุกส่วน เช่น น้า น้าเกลือ น้าเชื่อม อากาศ น้าส้มสายชู ● สารละลาย (solution) เป็ นของผสมที่มีลักษณะเป็ นเน้ือเดียวกัน ความเข้มข้นของสารละลายไมค่ งท่ีแน่นอน อาจเปลี่ยนแปลงไดต้ ามความตอ้ งการ เช่น น้าเกลือ น้าเชื่อม ● สารบริสุทธ์ (pure substance) เป็ นสารเน้ือเดียวท่ีมีเน้ือสารอยู่เพียงชนิดเดียว มีจุดเดือดและจุดหลอมเหลวคงที่ แบ่งออกไดเ้ ป็น 2 ประเภทคือสารประกอบและธาตุ ● สารประกอบ (compound) เป็ นสารบริสุทธ์ิที่เกิดจากการรวมตวั ของธาตุต้งั แต่ 2 ธาตุข้ึนไป มีอตั ราส่วนในการรวมตวั คงท่ีแน่นอน เช่น น้า มีสูตรเคมีเป็ น H2O เกิดจากการรวมตวัของธาตุไฮโดรเจนและออกซิเจน อตั ราส่วน 2 : 1 โดยปริมาตร ท่ีสภาวะอุณหภูมิและความดนัเดียวกนั ถา้ อตั ราส่วนเปล่ียนไป กจ็ ะกลายเป็นสารอื่นทนั ที ● ธาตุ (element) เป็ นสารเน้ือเดียวท่ีไม่สามารถแยกออกไปเป็ นสารอ่ืนได้อีก เช่นทองคา เงิน กา๊ ซไฮโดรเจน ก๊าซออกซิเจน คาร์บอน เป็นตน้ การเตรียมสารประกอบของธาตุต่างๆ ในทางเคมี เรียกวา่ การสังเคราะห์ (synthesis) ส่วนการแยกสารประกอบ ออกเป็นธาตุตา่ งๆ เรียกวา่ การวเิ คราะห์ (analysis) ■ จงจาแนกประเภทของสารต่อไปน้ี น้ากลน่ั น้าปลา น้าตาลทราย เกลือ อากาศ ขยะ กา๊ ซไฮโดรเจน ก๊าซออกซิเจน ทองคา น้าอดั ลม กรดแอซีติก เกลือปนพริก ผดั ไทย น้าตาลปนเกลือ ทองเหลือง น้ากระเจี๊ยบ น้ามะพร้าว ส้มตา น้าเช่ือม น้าส้มสายชู ดินประสิว แป้งฝ่ นุ น้าหอม น้ามะนาว ผงชูรส น้าเกลือสารเน้ือผสม : ไดแ้ ก่ ____________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________สารเน้ือเดียว : ไดแ้ ก่ ____________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________สารละลาย : ไดแ้ ก่ ______________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________

5สารบริสุทธ์ิ : ไดแ้ ก่ ___________________________________________________________ _______________________________________________________________________สารประกอบ : ไดแ้ ก่ ____________________________________________________________ _______________________________________________________________________ธาตุ : ไดแ้ ก่ ___________________________________________________________________ ■ สารในกลุ่มใดมีความบริสุทธ์ิมากท่ีสุด _____________________________________ สารท่ีไม่สามารถแยกออกไปเป็ นสารอื่นไดอ้ ีกคือธาตุ สมบตั ิของธาตุท่ีรวมตวั กนั เป็ นสารประกอบจะเป็ นตวั กาหนดสมบตั ิของสารน้นั วา่ จะมีสมบตั ิอย่างไรหรือเกิดการเปล่ียนแปลงไปในลกั ษณะใด ดงั น้นั การที่จะเขา้ ใจสมบตั ิต่างๆ ของสาร จึงจาเป็ นตอ้ งศึกษารายละเอียด หรือสมบตั ิของธาตุและสารประกอบใหเ้ ขา้ ใจเสียก่อน2. โครงสร้างของอะตอม 2.1 สัญลกั ษณ์และการเรียกชื่อธาตุ ปัจจุบนั นกั วิทยาศาสตร์ พบธาตุแลว้ เป็ นจานวนมาก ซ่ึงธาตุแต่ละธาตุ จะมีชื่อเรียกในแต่ละภาษาแตกต่างกนั ออกไป ทาใหเ้ กิดความสับสนในการเรียกชื่อธาตุต่างๆ นกั วทิ ยาศาสตร์ของประเทศหน่ึงอาจจะเรียกชื่อหน่ึง อีกประเทศหน่ึงอาจจะเรียกอีกชื่อหน่ึง ท้งั ๆ ที่เป็ นธาตุเดียวกนั ดงั น้นั เพ่ือป้องกนั ความสับสนในการเรียกช่ือธาตุ นกั วิทยาศาสตร์จึงใช้สัญลกั ษณ์ของธาตุแทนการเรียกชื่อ ซ่ึงทาให้นักวิทยาศาสตร์ทว่ั โลกเขา้ ใจตรงกนั เป็ นสากล จอห์น ดอลตนั(John Dalton) นกั เคมีชาวองั กฤษ เป็ นคนแรกที่เสนอให้มีการใชส้ ัญลกั ษณ์ แทนการเรียกชื่อธาตุตวั อยา่ งสัญลกั ษณ์ของธาตุที่เขาคิดข้ึนมาไดแ้ ก่ไฮโดรเจน เหลก็ออกซิเจน สงั กะสีไนโตรเจน ทองแดงคาร์บอน ตะกวั่ฟอสฟอรัส เงินกามะถนั ปรอทรูปท่ี 1.2 ตวั อยา่ งสัญลกั ษณ์ของธาตุตามแนวคิดของดอลตนั

6 จากตวั อยา่ งสัญลกั ษณ์ของธาตุของดอลตนั พบวา่ เขา ใช้วงกลมเป็ นพ้ืนฐาน ในการสร้างสัญลกั ษณ์ของธาตุ ต่อมาเม่ือมีการคน้ พบธาตุตา่ งๆ มากข้ึน ทาใหเ้ กิดความ ยุง่ ยากในการใช้ การใชร้ ูปภาพเป็ นสัญลกั ษณ์ของธาตุ ไม่สะดวก จาคอบ เบอร์ซีเลียส (Jacob Berceleus) นกั เคมีชาวสวเี ดนจึงไดเ้ สนอให้ใชต้ วั อกั ษรเป็ นสัญลกั ษณ์ แทนชื่อธาตุ และใชก้ นั มาจนถึงปัจจุบนัรูปท่ี 1.3 จอห์น ดอลตนัตารางท่ี 1.1 ตวั อยา่ งสญั ลกั ษณ์ของธาตุชื่อภาษาไทย ชื่อภาษาองั กฤษ ชื่อภาษาละติน สัญลกั ษณ์ของธาตุเบริลเลียม Beryllium - Beโบรอน Boron - Bคาร์บอน Carbon - Cคลอรีน Chlorine - Clแมกนีเซียม Magnesium - Mgแมงกานีส Manganese - Mnซิลิคอน Silicon - Siโซเดียม Sodium Natrium Naโพแทสเซียม Potassium Kalium Kเหล็ก Iron Ferrum Feตะกว่ั Lead Plumbum Pbทองแดง Copper Cuprum Cu การเขียนสัญลกั ษณ์แทนช่ือธาตุในปัจจุบนั นกั เคมีไดต้ กลงใหใ้ ชอ้ กั ษรตวั แรกของชื่อธาตุในภาษาองั กฤษหรือภาษาละติน โดยใชต้ วั อกั ษรภาษาองั กฤษตวั พิมพใ์ หญ่ ถา้ อกั ษรตวั แรกซ้ากนักเ็ พ่มิ ตวั อกั ษรตวั ต่อไปตวั ใดตวั หน่ึง เขียนดว้ ยตวั พิมพเ์ ล็ก โดยมีขอ้ ตกลงวา่ ถา้ ธาตุน้นั มีช่ือเรียกในภาษาละติน ให้ใชส้ ัญลกั ษณ์เป็ นชื่อเรียกในภาษาละติน แต่ถา้ ไม่มีชื่อเรียกในภาษาละติน ก็ให้ใช้สัญลกั ษณ์เป็นชื่อเรียกในภาษาองั กฤษ

7 2.2 โครงสร้างของอะตอม เน่ืองจากอะตอมของธาตุ เป็ นอนุภาคที่มีขนาดเล็กมาก ดังน้ัน การที่จะศึกษารายละเอียดเก่ียวกับโครงสร้างของอะตอม ว่าอะตอมประกอบด้วยอนุภาคอะไร มีโครงสร้างอยา่ งไร จึงเป็ นเร่ืองทาไดย้ าก แต่นกั วิทยาศาสตร์ก็ไดพ้ ยายามศึกษาหาคาตอบ โดยใชก้ ระบวนการวธิ ีการ และเคร่ืองมือท่ีทนั สมยั ตา่ งๆ ในการศึกษาคน้ ควา้ หาคาตอบในเรื่องดงั กล่าว เดโมคริตุส นกั ปราชญช์ าวกรีก ไดเ้ สนอแนวคิดวา่ เม่ือแบ่งสารออกเป็นส่วนๆ ให้มีขนาดเลก็ ลงเรื่อยๆ ในท่ีสุดจะไดห้ น่วยยอ่ ยซ่ึงไม่สามารถแบง่ ให้เล็กลงต่อไปไดอ้ ีก หน่วยยอ่ ยน้ีเรียกวา่อะตอม ซ่ึงแปลวา่ แบ่งแยกอกี ไม่ได้ ในปี พ.ศ. 2347 จอห์น ดอลตนั ไดเ้ สนอทฤษฎีอะตอม (Atomic theory) ซ่ึงนบั เป็ นทฤษฎีแรก ท่ีสามารถอธิบายเร่ืองราวบางเร่ืองเกี่ยวกบั อะตอม ให้เขา้ ใจและมีเหตุผลพอสมควร ทฤษฎีอะตอมของดอลตนั พอสรุปไดด้ งั น้ี 1. สสารประกอบข้ึนดว้ ยอนุภาคที่เล็กที่สุด เรียกว่าอะตอม ซ่ึงจะแบ่ง สร้างข้ึนใหม่ หรือทาใหส้ ูญหายไปไมไ่ ด้ 2. อะตอมมีหลายชนิด ตามแตช่ นิดของธาตุ อะตอมของธาตุเดียวกนั จะมีสมบตั ิเหมือนกนัท้งั ดา้ นเคมี กายภาพ และมวล 3. สารประกอบ เกิดจากการรวมกันทางเคมี ระหว่างอะตอมของธาตุสองชนิดหรือมากกวา่ โดยท่ีจานวนอะตอมของธาตุแตล่ ะชนิด จะเป็นจานวนท่ีแน่นอนในสารประกอบน้นั การศึกษาเกี่ยวกบั โครงสร้างของอะตอมในอดีตท่ีผา่ นมา ซ่ึงยงั ไม่มีใครสามารถมองเห็นอะตอมได้น้ัน นักวิทยาศาสตร์ไดอ้ าศยั ขอ้ มูลท่ีได้จากการทดลอง มาสร้างเป็ นมโนภาพหรือแบบจาลอง เพ่ืออธิบายและทาให้เกิดความเขา้ ใจเก่ียวกบั โครงสร้างของอะตอม ว่าอะตอมน่าจะประกอบดว้ ยอนุภาคอะไรบา้ ง และมีลกั ษณะหรือโครงสร้างเป็ นอยา่ งไร ซ่ึงตอ่ ไปถา้ มีขอ้ มูลหรือเหตุผลมาอธิบายไดด้ ีกวา่ ปัจจุบนั มโนภาพหรือแบบจาลองโครงสร้างของอะตอมก็จะเปล่ียนไปปัจจุบนั นกั วิทยาศาสตร์ สามารถพฒั นากลอ้ งจุลทรรศน์สนามไอออน ที่มีกาลงั ขยายสูงมาก ทาให้นักวิทยาศาสตร์สามารถถ่ายภาพ ที่เช่ือวา่ เป็ นภาพของอะตอมได้ แต่จากภาพถ่ายที่ไดก้ ็ยงั ไม่สามารถบอกลกั ษณะหรือรายละเอียดของอะตอมได้ การศึกษาเร่ืองราวเกี่ยวกบั อะตอม จึงยงั คงเป็นการสนั นิษฐาน โดยใชข้ อ้ มูลที่ไดจ้ ากการทดลองอยเู่ หมือนเดิม อนุภาคในอะตอม จากขอ้ มูลท่ีไดจ้ ากการศึกษาคน้ วา้ เกี่ยวกบั อะตอม ทาใหน้ กั วทิ ยาศาสตร์ทราบวา่ อะตอมของธาตุแต่ละชนิด จะมีอนุภาคมูลฐานที่สาคญั 3 ชนิดเหมือนกนั ได้แก่อนุภาค อิเล็กตรอนโปรตอน และนิวตรอน สาเหตุที่ทาให้ธาตุแต่ละชนิด มีสมบัติแตกต่างกันออกไปน้ัน เป็ นเพราะวา่ แต่ละธาตุมีจานวนอนุภาคไมเ่ ท่ากนั

8ตารางที่ 1.2 อนุภาคมูลฐานในอะตอมอนุภาค สัญลกั ษณ์ ประจุไฟฟ้า มวล มวลเปรียบเทยี บ ( กโิ ลกรัม ) กบั อเิ ลก็ ตรอนอิเล็กตรอน e- -1โปรตอน p หรือ p+ +1 9.109 X 10-31 1นิวตรอน n หรือ n๐ 0 1.672 X 10-27 1836 1.674 X 10-27 1839 ธาตุทุกชนิดจะมีอนุภาคเหมือนกนั แต่มีจานวนไมเ่ ท่ากนั จากขอ้ มูลที่ได้จากการทดลองเกี่ยวกบั อะตอม นักวิทยาศาสตร์ในยุคก่อนๆ ได้เสนอแนวคิดหรือมโนภาพ เกี่ยวกบั โครงสร้างของอะตอมแตกตา่ งกนั ออกไป ในปี พ.ศ. 2440 เซอร์ โจเซฟ จอห์น ทอมสนั (J.J.Thomson) เสนอแบบจาลองโครงสร้างของอะตอมวา่ อะตอมมีรูปร่างเป็ นทรงกลม ประกอบด้วยอนุภาคโปรตอน ซึ่งมีประจุบวกและอิเล็กตรอน ซ่ึงมีประจุลบ กระจายอยู่ท่ัวไปอย่างสม่าเสมอ อะตอมท่ีเป็ นกลางทางไฟฟ้า จะมีจานวนประจุบวกเท่ากบั จานวนประจุลบ ต่อมา ในปี พ.ศ. 2454 ลอร์ด เออร์เนสต์ รัทเทอร์ฟอร์ด (Lord Ernest Rutherford) ไดเ้ สนอแบบจาลองโครงสร้างของอะตอมว่า อะตอมประกอบด้วยนิวเคลยี ส ท่ีมีโปรตอนรวมกันอยู่ตรงกลาง นิวเคลียสมีขนาดเล็กแต่มีมวลมากและมีประจุบวก ส่วนอเิ ล็กตรอน ซ่ึงมีประจุลบและมีมวลน้อยมาก วง่ิ อย่รู อบนิวเคลยี สเป็ นบริเวณกว้าง แบบจาลองอะตอมของทอมสนั แบบจาลองอะตอมของรัทเทอร์ฟอร์ด รูปท่ี 1.4 แบบจาลองอะตอมของทอมสันและรัทเทอร์ฟอร์ด

9 ในปี พ.ศ. 2456 นีลส์ โบร์ (Niels Bohr) ไดเ้ สนอแบบจาลองโครงสร้างอะตอมข้ึนมาใหม่ โดยปรับปรุงแบบจาลองอะตอมของรัทเทอร์ฟอร์ด เพ่ือให้เห็นลกั ษณะของอิเล็กตรอน ท่ีอยู่รอบนิวเคลียส เขาไดเ้ สนอแนวคิดว่า อิเล็กตรอนที่เคล่ือนท่ีอยู่รอบๆ นิวเคลียสน้นั จะอยู่เป็ นช้นั ๆ คลา้ ยวงโคจรของดาวเคราะห์รอบดวงอาทิตย์ อิเลก็ ตรอนท่ีอยใู่ กลน้ ิวเคลียสมากที่สุด จะมีพลงั งานต่าสุด เรียกวา่ ช้นั K และช้นั ถดั ๆ ไป มีช่ือเป็น L M N O P Q ตามลาดบั ปัจจุบนัเรียกระดบั พลงั งานที่อยใู่ กลน้ ิวเคลียสท่ีสุดวา่ ระดบั พลงั งาน n = 1 และเรียกระดบั พลงั งานท่ีอยถู่ ดั ไปเป็ น n = 2 n = 3 ตามลาดบั ในปัจจุบนั นกั วทิ ยาศาสตร์ยงั คงใชแ้ นวคิดของบอหร์ในการอธิบายโครงสร้างอะตอม ระดบั พลงั งานที่ 1 ระดบั พลงั งานที่ 2 ระดบั พลงั งานท่ี 3 ระดบั พลงั งานที่ 4 นิวเคลียส รูปท่ี 1.5 แบบจาลองอะตอมของนีลส์ โบร์ 2.3 เลขอะตอม เลขมวลและไอโซโทป จากข้อมูลหรือผลท่ีได้จากการทดลอง ทาให้นักวิทยาศาสตร์ทราบว่า อะตอมประกอบดว้ ยนิวเคลียส ซ่ึงมีโปรตอนและนิวตรอนอยู่ภายใน และอิเล็กตรอนซ่ึงมีจานวนเท่ากบัโปรตอน ว่งิ อยรู่ อบๆ นิวเคลียส อะตอมของธาตุต่างชนิดกนั จะมีจานวนโปรตอนไม่เท่ากนั ตวัเลขท่ีบอกจานวนของโปรตอน เรียกวา่ เลขอะตอม (Atomic number) จานวนของโปรตอนรวมกบั นิวตรอนเรียกวา่ เลขมวล (Mass number) เนื่องจากอิเล็กตรอนมีมวลน้อยมาก นกั วิทยาศาสตร์จึงถือว่าอิเล็กตรอนไม่มีมวล ดังน้ัน มวลของนิวเคลียส ก็คือมวลของอะตอม (Atomic weight)น่นั เอง เช่น ยูเรเนียม มีโปรตอน 92 อนุภาค และมีนิวตรอน 146 อนุภาค ดงั น้ันเลขมวลของยเู รเนียม จึงเป็น 238 เราอาจเขียนชื่อยอ่ ธาตุยเู รเนียม ที่มีเลขมวล 238 ไดว้ า่ U-238 เลขอะตอม (Atomic number) = จานวนอิเล็กตรอนหรือโปรตอนในอะตอม เลขมวล (Mass number) = จานวนโปรตอน + จานวนนิวตรอน

10■ จงบอกเลขอะตอมและเลขมวลของธาตุในตาราง ธาตุ อเิ ลก็ ตรอน โปรตอน นิวตรอน เลขอะตอม เลขมวลไฮโดรเจน 1 1 0 1 1ฮีเลียม 2 2 2 2 4คาร์บอน 6 6 6ออกซิเจน 8 8 8ทองคา 79 79 118ตะกว่ั 82 82 125ยเู รเนียม-238 92 92 146พลูโตเนียม-242 94 94 148■ อะตอมของธาตุท่ีมีน้าหนกั โมเลกุลนอ้ ยๆ จะมีจานวนของอิเล็กตรอนและโปรตอน เท่ากนั หรือไม่ ________________________________________________________ จานวนโปรตอนและนิวตรอนเท่ากนั หรือไม่ ________________________________■ อะตอมของธาตุที่มีน้าหนกั โมเลกุลมากๆ จะมีจานวนของอิเลก็ ตรอนและโปรตอน เทา่ กนั หรือไม่ _________________________________________________________ จานวนโปรตอนและนิวตรอนเท่ากนั หรือไม่ _________________________________ ธาตุบางชนิดท่ีมีโปรตอนและนิวตรอนในอะตอมต่างกนั มากๆ จะเป็ นธาตุท่ีมีสมบตั ิพิเศษคือเป็ นธาตุกมั มนั ตภาพรังสี ธาตุเหล่าน้ีจะมีการปล่อยรังสีออกมาตลอดเวลา รังสีท่ีปล่อยออกมาไดแ้ ก่รังสี แอลฟา () บีตา () และแกมมา () ■ จงบอกจานวนอนุภาคในอะตอมของธาตุต่อไปน้ีธาตุ เลขอะตอม เลขมวล อเิ ลก็ ตรอน โปรตอน นิวตรอนA11B12C13D 12 26 E 20 42 F 40 86G 60 125H 80 180■ จากตาราง ธาตุใดบา้ งท่ีน่าจะเป็นธาตุเดียวกนั _______________________________

11 จากการศึกษาอะตอมของธาตุใดธาตุหน่ึงโดยละเอียด มกั จะพบว่า อะตอมของธาตุชนิดเดียวกัน ซ่ึงมีจานวนอิเล็กตรอนและโปรตอนเท่ากนั อาจจะมีมวลต่างกันก็ได้ เช่น ธาตุไฮโดรเจน จากการศึกษาทางนิวเคลียร์พบวา่ ไฮโดรเจนมีมวลต่างกนั 3 ชนิด ไดแ้ ก่ ไฮโดรเจน-1(โปรเตียม) ไฮโดรเจน-2 (ดิวทีเรียม) และไฮโดรเจน-3 (ตริเตียม)ตาราง 1.3 แสดงไอโซโทปของธาตุไฮโดรเจนชนิดของไฮโดรเจน e- p n เลขอะตอม เลขมวลH-1 (โปรเตียม) 11 0 1 1H-2 (ดิวทีเรียม) 11 1 1 2H-3 (ตริเตียม) 11 2 1 3 จากตารางพบว่า ไฮโดรเจนท้ัง 3 ชนิด มีจานวนอิเล็กตรอนและโปรตอนเท่ากัน แต่มีจานวนนิวตรอนไม่เท่ากนั ธาตุท่ีมีสมบตั ิเช่นน้ี เรียกว่าเป็ น ไอโซโทป ซ่ึงกนั และกนั ธาตุที่เป็ นไอโซโทปกนั จะมีสมบตั ิทางเคมีเหมือนกนั แต่มีสมบตั ิทางฟิ สิกส์ต่างกนั ไอโซโทปท่ีเกิดข้ึนในธรรมชาติ เรียกว่า Natural Isotope ส่วนไอโซโทปที่เกิดจากการสังเคราะห์ของมนุษย์ เรียกว่าRadio Isotope เพราะมีสมบตั ิเป็ นธาตุกมั มนั ตภาพรังสี ซ่ึงจะปล่อยรังสีออกมาตลอดเวลา ในธรรมชาติ จะมี H-1 มากที่สุด ถึง 99.99 % H-2 มีปริมาณนอ้ ยมาก ส่วน H-3 เป็ นไอโซโทปท่ีไมเ่ สถียร ซ่ึงจะสลายตวั และแผร่ ังสีออกมาตลอดเวลา ไอโซโทป = ธาตุที่มีอิเล็กตรอนและโปรตอนเท่ากนั แต่มีนิวตรอนตา่ งกนั = ธาตุท่ีมีเลขอะตอมเท่ากนั แต่มีเลขมวลต่างกนั โดยปกติ การบอกสัญลักษณ์ของธาตุ จะบอกเป็ นตัวอักษรในภาษาละติน หรื อภาษาองั กฤษ โดยใช้ตวั อกั ษร 1-2 ตวั การบอกสัญลกั ษณ์แบบน้ี จะบอกไดแ้ ต่เพียงวา่ ธาตุน้นัเป็ นธาตุอะไร แต่ไม่สามารถบอกไดว้ า่ เป็ นไอโซโทปใด ดงั น้นั ถา้ ตอ้ งการบอกให้ละเอียดลงไปอีก จึงตอ้ งบอกจานวนอนุภาคในอะตอมลงไปดว้ ย โดยนาสญั ลกั ษณ์ของธาตุ เลขอะตอมและเลขมวลมาเขียนสมั พนั ธ์กนั จะไดส้ ัญลกั ษณ์เคมี ท่ีบอกจานวนอนุภาคในอะตอมดว้ ย เรียกสัญลกั ษณ์น้ีวา่ สัญลกั ษณ์นิวเคลยี ร์ ซ่ึงมีวธิ ีเขียนท่ีเป็ นสากลคือ เขียนเลขอะตอมไวม้ ุมล่างซา้ ย และเขียนเลขมวลไวม้ ุมบนซา้ ยของสัญลกั ษณ์

1223 เลขมวล 12 Na C11 เลขอะตอม 6สญั ลกั ษณ์นิวเคลียร์ของโซเดียม สัญลกั ษณ์นิวเคลียร์ของคาร์บอน 2.4 การจดั เรียงอเิ ลก็ ตรอน เราทราบแล้วว่า อะตอมประกอบด้วยอนุภาคมูลฐาน 3 ชนิด ได้แก่ อิเล็กตรอนโปรตอนและนิวตรอน โปรตอนและนิวตรอน จะรวมกนั อยูก่ ลางอะตอมเป็ นนิวเคลียส ส่วนอิเล็กตรอน จะเคล่ือนท่ีอยู่รอบนิวเคลียสเป็ นช้ันๆ อิเล็กตรอนในกลุ่มหรือช้ันเดียวกัน จะมีพลงั งานใกลเ้ คียงกนั และมีจานวนอิเล็กตรอนไดม้ ากที่สุดจานวนหน่ึง เช่น ระดบั พลงั งานที่ 1 ( K ) มีอิเล็กตรอนไดไ้ มเ่ กิน 2 อิเลก็ ตรอน ระดบั พลงั งานที่ 2 ( L ) มีอิเล็กตรอนไดไ้ มเ่ กิน 8 อิเลก็ ตรอน ระดบั พลงั งานท่ี 3 ( M ) มีอิเล็กตรอนไดไ้ ม่เกิน 18 อิเล็กตรอน ระดบั พลงั งานท่ี 4 ( N ) มีอิเล็กตรอนไดไ้ มเ่ กิน 32 อิเล็กตรอน ตวั อยา่ ง เช่น ฮีเลียมมีอิเล็กตรอน 2 ตวั จึงมีอิเล็กตรอนไดช้ ้นั เดียว โซเดียมมีอิเล็กตรอน 11จึงมีอิเล็กตรอนได้ 3 ช้นั ส่วนโพแทสเซียมมีอิเล็กตรอน 19 จึงมีอิเลก็ ตรอนได้ 4 ช้นั ระดบั ช้นั ของอิเล็กตรอนในอะตอมจะมีมากหรือนอ้ ย ข้ึนอยูก่ บั จานวนของอิเล็กตรอนในอะตอม ระดบั ช้นั ที่อยใู่ กลน้ ิวเคลียสมากท่ีสุดจะมีพลงั งานต่าท่ีสุด ระดบั ช้นั ท่ีอยหู่ ่างนิวเคลียสมากที่สุดจะมีพลังงานสูงสุด กลุ่มของอิเล็กตรอน ท่ีอยู่ห่างนิวเคลียสมากที่สุดน้ี จะถูกดึงดูดจากนิวเคลียสน้อยที่สุด เป็ นอิเล็กตรอนที่จะทาปฏิกิริยาเคมี กบั อิเล็กตรอนของธาตุอ่ืนแล้วเกิดเป็ นสารประกอบ เรียกอิเล็กตรอนในระดับพลังงานนอกสุ ดน้ีว่า เวเลนซ์ อิเล็กตรอน (Valenceelectron) ซ่ึงจะมีจานวนของอิเล็กตรอนไดม้ ากท่ีสุดไมเ่ กิน 8อะตอมของ อะตอมของ ฮีเลียม โซเดียม รูปที่ 1.6 โครงสร้างอะตอมของธาตุบางชนิด

13■ จงเขียนรูปโครงสร้าง แสดงการจดั เรียงอิเลก็ ตรอนของธาตุที่มีเลขอะตอมดงั ต่อไปน้ีธาตุ A มีเลขอะตอม = 1 ธาตุ B มีเลขอะตอม = 3การจดั เรียงอิเล็กตรอน = ______________ การจดั เรียงอิเล็กตรอน = _______________ธาตุ C มีเลขอะตอม = 7 ธาตุ D มีเลขอะตอม = 11การจดั เรียงอิเลก็ ตรอน = ______________ การจดั เรียงอิเล็กตรอน = ______________ธาตุ E เลขอะตอม = 13 ธาตุ F มีเลขอะตอม = 15การจดั เรียงอิเลก็ ตรอน = _______________ การจดั เรียงอิเล็กตรอน = ______________ธาตุ G มีเลขอะตอม = 19 ธาตุ H มีเลขอะตอม = 21การจดั เรียงอิเลก็ ตรอน = ________________ การจดั เรียงอิเล็กตรอน = ______________

143. ตารางธาตุ ปัจจุบนั นกั วิทยาศาสตร์คน้ พบธาตุเป็ นจานวนมาก ธาตุแต่ละธาตุมีสมบตั ิแตกต่างกนั จึงเป็นการยากท่ีจะจดจาสมบตั ิต่างๆ ของธาตุไดท้ ้งั หมด ดงั น้นั เพอ่ื ความสะดวกในการศึกษาคน้ ควา้จึงมีการจดั แบ่งธาตุออกเป็นหมวดหมู่ โดยใชห้ ลกั เกณฑ์ท่ีเหมาะสม จดั ธาตุที่มีสมบตั ิคลา้ ยคลึงกนัไวใ้ นหมวดหมู่เดียวกนั ตารางธาตุ (Periodic table) ที่นิยมใชก้ นั อยูใ่ นปัจจุบนั เป็ นผลงานการจดั ของ ดิมิทรี เมนเดลเลฟ (Dmitri Mendeleev) ชาวรัสเซีย ซ่ึงไดพ้ บวา่ ถา้ เรียงลาดบั ธาตุตามมวลอะตอม จากนอ้ ยไปหามาก จะพบว่าธาตุที่ถูกจดั เรียง จะมีสมบตั ิคลา้ ยคลึงกนั เป็ นช่วงๆ เมนเดลเลฟจึงต้งั เป็ นกฎเรียกวา่ กฎพีริออดิก ไดพ้ ิมพเ์ ผยแพร่ในปี พ.ศ. 2412 จึงเรียกตารางน้ีว่า ตารางพีริออดิกของเมนเดลเลฟ เพ่ือเป็นเกียรติแก่เขา รูปที่ 1.7 ตารางธาตุ 3.1 การจัดหมวดหมู่ของธาตุ การจดั หมวดหมู่ของธาตุในตารางธาตุ มีการจดั เรียงดงั น้ี ● ธาตุแนวต้งั เรียกวา่ หมู่หรือกลุ่ม (Group) มี 18 หมู่ แบ่งออกเป็น 2 กลุ่มยอ่ ย ► กลุ่ม A มี 8 หมู่ คือหมู่ I A ถึง VIII A หมู่ I A เรียกวา่ โลหะแอลคาไล

15 หมู่ II A เรียกวา่ โลหะแอลคาไลเอิร์ท หมู่ VII A เรียกวา่ หมูธ่ าตุแฮโลเจน หมู่ VIII A เรียกวา่ กา๊ ซเฉ่ือย หรือกา๊ ซมีตระกลู ► กลุ่ม B เรียกวา่ ธาตุทรานซิชนั เป็นโลหะท้งั หมด อยรู่ ะหวา่ งหมู่ II A และ III A● ธาตุแนวนอน เรียกวา่ คาบหรือพเี รียด (Period) มีท้งั หมด 7 คาบ ไดแ้ ก่ คาบที่ 1 มี 2 ธาตุ คือ H He คาบท่ี 2 มี 8 ธาตุ จาก Li ถึง Ne คาบที่ 3 มี 8 ธาตุ จาก Na ถึง Ar คาบที่ 4 มี 18 ธาตุ จาก K ถึง Kr คาบท่ี 5 มี 18 ธาตุ จาก Rb ถึง Xe คาบที่ 6 มี 32 ธาตุ จาก Cs ถึง Rn คาบที่ 7 มี 24 ธาตุ จาก Fr ถึง Une3.2 สมบัตขิ องธาตุในตาราง ธาตุที่จดั เรียงในตารางธาตุ จะมีสมบตั ิบางประการพอสรุปไดด้ งั น้ี1. เรียงลาดบั ตามเลขอะตอมที่เพ่ิมข้ึนจากซา้ ยไปขวา2. ความเป็นโลหะ - ธาตุท่ีอยซู่ า้ ยสุดมีสมบตั ิเป็นโลหะมากที่สุด ความเป็นโลหะจะลดลงจากซา้ ยไปขวา - ธาตุท่ีอยขู่ วาสุดมีสมบตั ิเป็นอโลหะมากที่สุด ความเป็นอโลหะจะลดลงจากขวามา ซา้ ย - ธาตุท่ีมีสมบตั ิเป็นก่ึงโลหะและก่ึงอโลหะ จะอยรู่ ะหวา่ งโลหะกบั อโลหะ ไดแ้ ก่ธาตุ B Si As Te At3. ธาตุที่อยซู่ า้ ยสุดจะเป็นฝ่ ายใหอ้ ิเลก็ ตรอน เกิดเป็นไอออนบวก ส่วนธาตุท่ีอยดู่ า้ นขวา จะเป็นฝ่ ายรับอิเล็กตรอน เกิดเป็นไอออนลบ4. ธาตุหมู่ 8 A จะไมค่ อ่ ยทาปฏิกิริยากบั ธาตุอ่ืน เพราะมีอิเลก็ ตรอนช้นั นอกเป็น 8 ซ่ึงทา ใหอ้ ยตู่ วั มากที่สุด ทุกตวั เป็นกา๊ ซจึงเรียกวา่ กา๊ ซเฉื่อย หรือกา๊ ซมีตระกลู5. สาหรับธาตุหมู่ A เลขหมูจ่ ะบอกเวเลนซ์อิเล็กตรอนของธาตุน้นั เช่น Na เป็นธาตุหมู่ 1 จึงมีเวเลนซ์อิเลก็ ตรอน 1 ส่วน Cl เป็นธาตุหมู่ 7 จึงมีเวเลนซ์อิเล็กตรอน 7 แต่ ธาตุหมู่ B อาจจะไมเ่ ป็นไปตามน้ี6. เลขคาบ จะบอกจานวนช้นั ของอิเล็กตรอน เช่น Mg เป็นธาตุในคาบที่ 3 ก็จะมี อิเล็กตรอน 3 ช้นั K เป็นธาตุในคาบที่ 4 จึงมีอิเล็กตรอน 4 ช้นั

เลขหมู่ บอก เวเลนซ์อิเลก็ ตรอน 16เลขคาบ บอก จานวนช้นั ของอิเล็กตรอน ■ จงเรียงลาดบั ความเป็นโลหะของธาตุต่อไปน้ี โดยใหธ้ าตุท่ีเป็นโลหะมากท่ีสุดอยู่ ซา้ ยสุด ธาตุที่เป็นอโลหะมากท่ีสุดอยขู่ วาสุด Mg Ar P C Na O B ____________________________________________________________________ ■ ธาตุท่ีมีอิเล็กตรอนช้นั นอก 1 ตวั คือธาตุหมู่ _______________________________ ธาตุท่ีมีอิเล็กตรอนช้นั นอก 3 ตวั คือธาตุหมู่ _______________________________ ธาตุที่มีอิเล็กตรอนช้นั นอก 5 ตวั คือธาตุหมู่ _______________________________ ธาตุที่มีอิเลก็ ตรอนช้นั นอก 7 ตวั คือธาตุหมู่ _______________________________ ธาตุที่มีอิเลก็ ตรอนช้นั นอก 8 ตวั คือธาตุหมู่ _______________________________ ■ ธาตุที่มีอิเล็กตรอน 1 ช้นั คือธาตุในคาบที่ ________________________________ ธาตุท่ีมีอิเล็กตรอน 2 ช้นั คือธาตุในคาบที่ ________________________________ ธาตุที่มีอิเล็กตรอน 4 ช้นั คือธาตุในคาบท่ี ________________________________ ธาตุที่มีอิเล็กตรอน 5 ช้นั คือธาตุในคาบท่ี ________________________________ ธาตุที่มี อิเล็กตรอน 7 ช้นั คือธาตุในคาบท่ี ________________________________ ■ ธาตุท่ีจดั เรียง e- เป็น 2,1 จะอยใู่ นคาบที่ _____หมูท่ ี่ _____ คือธาตุ _____ ธาตุที่จดั เรียง e- เป็น 2,3 จะอยใู่ นคาบท่ี _____หมูท่ ี่ _____ คือธาตุ _____ ธาตุท่ีจดั เรียง e- เป็น 2,7 จะอยใู่ นคาบท่ี _____หมู่ท่ี _____ คือธาตุ _____ ธาตุท่ีจดั เรียง e- เป็น 2,8,8 จะอยใู่ นคาบท่ี _____หมู่ท่ี _____ คือธาตุ _____ ธาตุท่ีจดั เรียง e- เป็น 2,8,8,2 จะอยใู่ นคาบท่ี _____หมูท่ ่ี _____ คือธาตุ _____ ธาตุท่ีจดั เรียง e- เป็น 2,8,18,18,7 จะอยใู่ นคาบท่ี ____หมู่ท่ี ____ คือธาตุ ____ พลงั งานไอออไนเซชัน เม่ืออะตอมอิสระในสภาพท่ีเป็ นก๊าซไดร้ ับพลงั งานท่ีมากพอ จะทาให้อิเล็กตรอนช้นั นอกสุด หลุดออกจากอะตอม พลงั งานที่ทาให้อิเล็กตรอน หลุดออกไปจากอะตอมเรียกว่า พลังงานไอออไนเซชัน ( Ionization Energy : IE ) เช่น การเสียอิเลก็ ตรอนของธาตุไฮโดรเจน H (g) H+ (g) + e- การเปลี่ยนแปลงเช่นน้ีจะตอ้ งใชพ้ ลงั งานอยา่ งนอ้ ย 1,318 กิโลจูล / โมล* นน่ั คือพลงั งานไอออไนเซชนั ของไฮโดรเจน เทา่ กบั 1,318 กิโลจูล / โมล * สาร 1 โมล = ปริมาณสาร 6.02 X 1023 อนุภาค

17 ไฮโดรเจนมี 1 อิเล็กตรอนจึงมีค่า IE ไดเ้ พียงค่าเดียว ธาตุท่ีมีหลายอิเล็กตรอน จะมีค่า IE ไดห้ ลายค่า พลงั งานท่ีทาให้อิเล็กตรอนตวั ที่ 1 หลุดออกจากอะตอม เรียกวา่ พลงั งานไอออไนเซชนั ลาดบั ท่ี 1 (IE1) แมกนีเซียมมี 12 อิเล็กตรอน จึงมีคา่ IE ได้ 12 ค่า Mg Mg+ + e- IE1 = 744 กิโลจูล / โมล ถา้ ใหพ้ ลงั งานต่อไปอีก ก็จะทาใหอ้ ิเลก็ ตรอนหลุดออกจาก Mg+ กลายเป็น Mg2+ Mg+ Mg2+ + e- IE2 = 1,457 กิโลจูล / โมล ■ IE2 มีคา่ มากหรือนอ้ ยกวา่ IE1 ________________________________________ อธิบายไดว้ า่ อยา่ งไร ___________________________________________________ ■ นกั เรียนคิดวา่ IE3 จะมีค่ามากหรือนอ้ ยกวา่ IE2 ___________________________ เพราะเหตุใด ________________________________________________________ ค่าพลงั งานไอออไนเซชนั ของแต่ละธาตุ จะมีค่าแตกต่างกนั ออกไป ข้ึนอยกู่ บั แรงดึงดูดที่นิวเคลียสกระทาต่ออิเล็กตรอนตวั น้นั ถา้ นิวเคลียสมีแรงดึงดูดต่ออิเล็กตรอนนอ้ ย อิเล็กตรอนตวัน้นั ก็จะหลุดออกไปไดง้ ่าย คา่ พลงั งานไอออไนเซชนั ก็จะมีคา่ นอ้ ย คา่ พลงั งานไอออไนเซชนั ลาดบัท่ี 1 ของแต่ละธาตุจะมีค่าน้อยท่ีสุด เมื่อเทียบกบั ค่าพลงั งานไอออไนเซชนั ลาดบั อื่นๆ นน่ั แสดงใหเ้ ห็นวา่ การทาใหอ้ ิเลก็ ตรอนตวั แรกหลุดออกไปจากอะตอม จะทาไดง้ ่ายกวา่ อิเลก็ ตรอนตวั อ่ืนๆ4. การรับและจ่ายอเิ ลก็ ตรอนของธาตุ เม่ืออะตอมของธาตุทาปฏิกิริยาเคมีกนั เกิดเป็ นสารประกอบ อะตอมของธาตุแต่ละธาตุจะพยายามปรับตวั ให้มีเสถียรภาพ หรือมีความอยตู่ วั มากท่ีสุด โดยปรับตวั ให้มีเวเลนซ์อิเลก็ ตรอนเป็ น8 เรียกวา่ กฎออกเตต ซ่ึงสามารถทาได้ 3 วธิ ี ไดแ้ ก่ 1. ใหอ้ ิเลก็ ตรอนแก่ธาตุอื่นไป 2. รับอิเล็กตรอนจากธาตุอ่ืนมา 3. ใชอ้ ิเล็กตรอนร่วมกนั กบั ธาตุอ่ืน เมื่ออะตอมของธาตุมีการให้หรือรับอิเล็กตรอน จะทาให้ผลรวมของประจุไฟฟ้าในอะตอมไม่เป็ นกลาง อะตอมของธาตุ ก็จะกลายเป็ นอนุภาคท่ีมีประจุไฟฟ้า เรียกวา่ ไอออน ซ่ึงมี 2 ชนิดคือ ไอออนบวก ซ่ึงจะมีจานวนประจุไฟฟ้าบวกมากกวา่ ประจุไฟฟ้าลบ เช่น Na+, K+, Mg2+, Ca2+เป็ นตน้ และ ไอออนลบ ซ่ึงจะมีประจุไฟฟ้าลบมากกวา่ ประจุไฟฟ้าบวก เช่น F-, Cl-, O2-, S2-เป็ นตน้

18ธาตุหมูท่ ่ี I A จะมีอิเล็กตรอนช้นั นอกหรือเวเลนซ์อิเล็กตรอน เป็น 1 เช่นNa มีการจดั เรียงอิเล็กตรอนเป็น 2, 8, 1K มีการจดั เรียงอิเล็กตรอนเป็น 2, 8, 8, 1 จะเห็นวา่ Na มีการจดั เรียงอิเล็กตรอนเป็น 3 ช้นั ช้นั ที่ 1 มี 2 อิเล็กตรอน ช้นั ท่ี 2 มี8 และช้นั ที่ 3 ซ่ึงเป็นช้นั นอกสุดมี 1 อิเลก็ ตรอน ดงั น้นั Na จึงสามารถทาใหเ้ วเลนซ์อิเล็กตรอนหรืออิเล็กตรอนช้นั นอกสุด เป็ น 8 ได้ 2 กรณีคือ รับอิเลก็ ตรอนจากธาตุอื่นมาอีก 7 ตวั เพื่อให้ครบ 8 หรือจ่ายอิเล็กตรอนใหธ้ าตุอื่นไป 1 ตวั ซ่ึงจะทาใหเ้ หลืออิเลก็ ตรอน 2 ช้นั และมีจานวนอิเล็กตรอนในช้นั ที่ 2 ซ่ึงเป็ นช้นั นอกสุดเป็ น 8 ในกรณีน้ี Na จะปรับให้มีเวเลนซ์อิเล็กตรอนเป็ น 8 โดยการจ่ายอิเล็กตรอนให้ธาตุอ่ืนไป 1 ตวั เพราะทาไดง้ ่ายกวา่ การท่ีจะรับอิเล็กตรอนมาอีก 7 ตวั เม่ือ Na จ่ายอิเล็กตรอนไป 1 ตวั จะเหลืออิเล็กตรอน 10 ตวั ในขณะที่มีโปรตอน11 ตวั ผลรวมของประจุไฟฟ้าในอะตอมจะมีค่า = ( 11+ ) + ( 10- ) = 1+ ดงั น้นั การจา่ ยอิเลก็ ตรอนของ Na จึงเขียนไดเ้ ป็น Na Na+ + e- ในทานองเดียวกัน K ก็สามารถทาให้เวเลนซ์อิเล็กตรอนเป็ น 8 ได้ โดยการจ่ายอิเล็กตรอนให้แก่ธาตุอื่นไป 1 ตวั ซ่ึงจะทาใหม้ ีอิเล็กตรอนเหลือ 3 ช้นั และมีจานวนอิเล็กตรอนในช้นั นอกสุดเป็น 8ธาตุหมูท่ ี่ 7A จะมีอิเลก็ ตรอนช้นั นอกหรือเวเลนซ์อิเลก็ ตรอน เป็น 7 เช่นF มีการจดั เรียงอิเลก็ ตรอนเป็น 2, 7Cl มีการจดั เรียงอิเลก็ ตรอนเป็น 2, 8, 7 จะพบวา่ ท้งั F และ Cl มีเวเลนซ์อิเล็กตรอนเป็ น 7 ตอ้ งการอิเล็กตรอนอีก 1 ก็จะครบ8 ดงั น้นั ธาตุในหมู่ท่ี 7A จึงทาให้เวเลนซ์อิเล็กตรอนครบ 8 ไดโ้ ดยการรับอิเล็กตรอนจากธาตุอ่ืนมา 1 ตวั แลว้ กลายเป็นไอออนลบ มีประจุเป็นลบ 1F + e- F-Cl + e- Cl-ธาตุในหมูอ่ ื่นๆ ก็สามารถทาใหเ้ วเลนซ์อิเลก็ ตรอนเป็น 8 ไดใ้ นทานองเดียวกนั

19 ■ ธาตุที่มีเวเลนซ์อิเล็กตรอนเท่าใดที่มีความอยตู่ วั ( stable ) มากที่สุด _______________ ■ เม่ือธาตุทาปฏิกิริยากนั จะปรับตวั ใหม้ ีอิเล็กตรอนช้นั นอกเป็นเท่าใด _____________ เพราะเหตุใด _________________________________________________________ ■ ไอออนบวก หมายความวา่ อยา่ งไร ________________________________________ ■ ธาตุต่อไปน้ี จะรับหรือจ่าย e- เกิดเป็ นไอออนบวกหรือลบและมีประจุเท่าใดธาตุหมู่ 1 จะรับ/จา่ ย _______ e- _____ตวั เกิดเป็นไอออน _________มีประจุ _______ธาตุหมู่ 2 จะรับ/จา่ ย _______ e- _____ตวั เกิดเป็นไอออน _________มีประจุ _______ธาตุหมู่ 3 จะรับ/จา่ ย _______ e- _____ตวั เกิดเป็นไอออน _________มีประจุ _______ธาตุหมู่ 6 จะรับ/จา่ ย _______ e- _____ตวั เกิดเป็นไอออน _________มีประจุ _______ธาตุหมู่ 7 จะรับ/จา่ ย _______ e- _____ตวั เกิดเป็นไอออน _________มีประจุ _______ธาตุหมู่ 8 จะรับ/จา่ ย _______ e- _____ตวั เกิดเป็นไอออน _________มีประจุ _______  จงเขียนแสดงการรับและจา่ ย e- ของธาตุตอ่ ไปน้ี Li ______________________________________________________________ Na ______________________________________________________________ K ______________________________________________________________ Mg ______________________________________________________________ Ca ______________________________________________________________ Ba ______________________________________________________________ Al ______________________________________________________________ B ______________________________________________________________ F ______________________________________________________________ Cl ______________________________________________________________ Br ______________________________________________________________ O ______________________________________________________________ ไอออนบวกและไอออนลบ นอกจากจะอยใู่ นรูปอะตอมแลว้ ยงั อาจอยใู่ นรูปของหมูธ่ าตุท่ีมีประจุไฟฟ้าก็ได้ เช่น SO42- เรียกวา่ ซลั เฟตไอออน PO43- เรียกวา่ ฟอสเฟตไอออน NO3- เรียกวา่ ไนเตรตไอออน NH4+ เรียกวา่ แอมโมเนียมไอออน

20 การรวมตวั กนั ของไอออนบวกและไอออนลบ เพ่ือเกิดเป็ นสารประกอบน้นั มีหลกั การง่ายๆ อยูว่ า่ จานวนของประจุบวกและลบ ที่จะรวมตวั กนั เพื่อเกิดเป็ นสารประกอบ จะตอ้ งเท่ากนันน่ั คือเม่ือรวมตวั กนั แลว้ ผลรวมของจานวนประจุบวกและลบจะเท่ากบั ศูนย์ กลุ่มของสัญลกั ษณ์ที่ใชเ้ ขียนแทนช่ือของสารประกอบ ที่เกิดจากการทาปฏิกิริยาน้นั เรียกวา่ สูตรเคมี หรือ สูตรโมเลกุลของสารน้นั เช่น การเกิดปฏิกิริยาระหวา่ ง Na ซ่ึงเป็ นธาตุในหมู่ท่ี 1 และ Cl ซ่ึงเป็ นธาตุในหมู่ที่ 7 จะเป็นดงั น้ี Na มีการจดั เรียงอิเล็กตรอนเป็น 2, 8, 1 Cl มีการจดั เรียงอิเลก็ ตรอนเป็น 2, 8, 7 เมื่อเกิดปฏิกิริยา Na จะจา่ ยอิเลก็ ตรอนใหก้ บั Cl 1 ตวั Na Na+ + e- Cl จะรับอิเลก็ ตรอนจาก Na 1 ตวั เพื่อทาใหอ้ ิเลก็ ตรอนช้นั นอกเป็น 8 Cl + e- Cl- จะเห็นวา่ Na+ มีประจุไฟฟ้าเป็ น 1+ และ Cl- มีประจุไฟฟ้าเป็ น 1- อตั ราส่วนในการรวมตวั กนั จึงเป็น 1 : 1 ดงั น้นั ปฏิกิริยารวม = Na+ + Cl- NaCl NaCl จึงเป็นสูตรเคมีหรือสูตรโมเลกลุ ท่ีเกิดจากการทาปฏิกิริยาระหวา่ ง Na กบั Cl การทาปฏิกิริยาระหวา่ งธาตุอ่ืนๆ เพือ่ เกิดเป็นสารประกอบ ก็มีหลกั การในทานองเดียวกนัคือจานวนของประจุบวกและลบ ท่ีจะทาปฏิกิริยากนั จะตอ้ งมีจานวนเท่ากนั หรือผลรวมของประจุบวกและลบจะตอ้ งเป็น 0 เช่น การทาปฏิกิริยากนั ระหวา่ ง Na+ กบั SO42- Na+ มีประจุเป็น 1+ ส่วน SO42- มีประจุเป็ น 2- อตั ราส่วนในการรวมตวั กนั จึงเป็ น2:1 ดงั น้นั ปฏิกิริยารวม = 2Na+ + SO42- Na2SO4 Na2SO4 จึงเป็ นสูตรโมเลกลุ ที่เกิดจากการทาปฏิกิริยาระหวา่ ง Na+ กบั SO42-ตวั เลขท่ีเขียนหอ้ ยไวท้ ่ีมุมล่างขวาของสัญลกั ษณ์ของธาตุ จะบอกจานวนอะตอมของธาตุน้นัในโมเลกลุ ส่วนตวั เลขท่ีเขียนไวห้ นา้ สูตรเคมี จะบอกจานวนโมลของสารประกอบน้นั ๆ

21■ จงบอกสูตรโมเลกุลท่ีเกิดจากการทาปฏิกิริยา ระหวา่ งไอออนของธาตุต่อไปน้ีNa (หมู่ 1) + Br (หมู่ 7) อตั ราส่วน _____ : _____ สูตร ______________Na (หมู่ 1) + O (หมู่ 6) อตั ราส่วน _____ : _____ สูตร ______________K (หมู่ 1) + Cl (หมู่ 7) อตั ราส่วน _____ : _____ สูตร ______________Ca (หมู่ 2) + Cl (หมู่ 7) อตั ราส่วน _____ : _____ สูตร ______________Ca (หมู่ 2) + Br (หมู่ 7) อตั ราส่วน _____ : _____ สูตร ______________Mg (หมู่ 2) + Cl (หมู่ 7) อตั ราส่วน _____ : _____ สูตร ______________Ba (หมู่ 2) + O (หมู่ 6) อตั ราส่วน _____ : _____ สูตร ______________Al (หมู่ 3) + Cl (หมู่ 7) อตั ราส่วน _____ : _____ สูตร ______________Al (หมู่ 3) + O (หมู่ 6) อตั ราส่วน _____ : _____ สูตร ______________H (หมู่ 1) + N (หมู่ 5) อตั ราส่วน _____ : _____ สูตร ______________H (หมู่ 1) + S (หมู่ 6) อตั ราส่วน _____ : _____ สูตร ______________ สูตรโมเลกลุ สูตรโมเลกุลของสาร หมายถึง กลุ่มสัญลกั ษณ์ของธาตุ ที่เขียนแทนโมเลกุลของธาตุหรือสารประกอบ สูตรโมเลกุลของสารจะบอกให้ทราบวา่ สารน้นั ประกอบดว้ ยธาตุใดบา้ ง หรือเกิดจากการรวมตวั กนั ของธาตุใดบา้ ง อยา่ งละก่ีอะตอม แต่สูตรโมเลกุลจะไม่สามารถบอกไดว้ า่ ธาตุแตล่ ะธาตุที่เกิดเป็นสารประกอบน้นั ยดึ เหนี่ยวหรือเกาะกนั อยใู่ นลกั ษณะใด เช่น เอทิลแอลกอฮอล์มีสูตรโมเลกุลเป็ น C2H5OH นน่ั คือ C2H5OH ประกอบดว้ ย C = 2 อะตอม H = 6 อะตอม และ O = 1 อะตอม ■ สารประกอบต่อไปน้ี ประกอบดว้ ยธาตุใดบา้ ง อยา่ งละก่ีอะตอม H2O ________________________________________________________________ _________________________________________________________________ H2SO4 ______________________________________________________________ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ HNO3 ______________________________________________________________ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ CuSO4 _____________________________________________________________ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________

22 CH3COOH ________________________________________________________ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ C6H12O6 ____________________________________________________________ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________5. พนั ธะเคมี พนั ธะเคมี (Chemical bond) หมายถึง แรงที่ยึดเหน่ียวอะตอม ให้อยู่รวมกนั เป็ นโมเลกุลเช่น โมเลกุลของ O2 ประกอบด้วยออกซิเจน 2 อะตอม ยึดเกาะอยู่ด้วยกนั หรือโมเลกุลของCuSO4 ประกอบดว้ ย Cu 1 อะตอม S 1 อะตอม และ O 4 อะตอม เกาะอยู่ดว้ ยกนั แรงยึดเหนี่ยวระหวา่ งอะตอมเหล่าน้ีเองที่เรียกวา่ พนั ธะเคมี พนั ธะเคมีเกิดไดห้ ลายลกั ษณะ ในการเกิดพนั ธะเคมีน้ัน ธาตุแต่ละธาตุท่ีมารวมตวั กนัจะพยายามปรับตวั ให้มีอิเลก็ ตรอนช้นั นอกเป็ น 8 ยกเวน้ ไฮโดรเจน ซ่ึงมีเวเลนซ์อิเลก็ ตรอนเป็ น 2ก็เสถียรแล้ว การท่ีธาตุพยายามปรับตวั ให้มีอิเล็กตรอนช้ันนอกเป็ น 8 ก็เพราะว่าเป็ นสภาวะที่อะตอมของธาตุมีความอยู่ตวั มากท่ีสุด ทาไดโ้ ดยการให้อิเล็กตรอนไป รับอิเล็กตรอนมา หรือใช้อิเลก็ ตรอนร่วมกนั 5.1 พนั ธะไอออนิก พนั ธะไอออนิก (Ionic bond) เป็ นพนั ธะที่เกิดจากการทาปฏิกิริยากนั ของธาตุ 2 ธาตุซ่ึงท้งั 2 ธาตุพยายามปรับตวั ใหม้ ีอิเล็กตรอนช้นั นอกเป็ น 8 โดยธาตุหน่ึงเป็ นฝ่ ายใหอ้ ิเล็กตรอนแก่อีกธาตุหน่ึง โดยปกติธาตุที่อยู่ด้านซ้ายของตารางธาตุ ซ่ึงมีสมบัติเป็ นโลหะ จะเป็ นฝ่ ายให้อิเล็กตรอนแก่อโลหะท่ีอยูด่ า้ นขวาของตารางธาตุ เช่น ปฏิกิริยาระหวา่ ง Na กบั Cl ซ่ึง Na จะเป็นฝ่ ายใหอ้ ิเล็กตรอนแก่ Clโซเดียมอะตอม คลอรีนอะตอม โซเดียมไอออน คลอไรดไ์ อออน โซเดียมคลอไรด์รูปที่ 1.8 การเกิดสารประกอบโซเดียมคลอไรด์

23 การเกิดพนั ธะไอออนิก มีการให้และรับอิเล็กตรอน จึงทาให้อะตอมในโมเลกุลของสารประกอบมีสภาพเป็ นไอออน อะตอมท่ีให้อิเล็กตรอนจะมีสภาพเป็ นไอออนบวก ส่วนอะตอมท่ีรับอิเล็กตรอนจะมีสภาพเป็ นไอออนลบ โดยปกติไอออนลบ จะมีขนาดใหญ่กว่าไอออนบวกสารประกอบที่เกิดจากการใหแ้ ละรับอิเล็กตรอนน้ีเรียกวา่ สารประกอบไอออนิก (Ionic compound) สารประกอบไอออนิก เกิดจากการทาปฏิกิริยาระหวา่ งโลหะกบั อโลหะ มีจุดเดือดและจุดหลอมเหลวสูง เพราะอะตอมในโมเลกุลเกิดจากแรงดึงดูด ระหวา่ งไอออนบวกกบั ไอออนลบ ซ่ึงเป็นแรงดึงดูดที่แรงมาก ละลายน้าไดด้ ี สารละลายนาไฟฟ้าไดด้ ี เพราะเมื่อละลายน้าแลว้ อะตอมในโมเลกลุ แยกตวั ออกไปเป็นไอออนไดม้ าก ทาใหใ้ นสารละลายมีไอออนมาก ไอออนเหล่าน้ีเองท่ีทาหนา้ ที่เป็นตวั นาไฟฟ้า พนั ธะไอออนิก จะเกิดไดด้ ีระหวา่ งโลหะหมู่ I A หรือ II A กบั อโลหะหมู่ VI A หรือVII A ตวั อยา่ งสารประกอบไอออนิก เช่น NaCl KI KCl CaO MgO MgCl2 CaCl2 5.2 พนั ธะโคเวเลนต์ พนั ธะโคเวเลนซ์ (Covalent bond) เป็ นพนั ธะท่ีเกิดจากการใช้อิเล็กตรอนร่วมกันโดยไม่มีการรับหรือจ่ายอิเล็กตรอนเพ่ือให้อิเล็กตรอนช้นั นอกของแต่ละธาตุเป็ น 8 เน่ืองจากธาตุที่เกิดพนั ธะโคเวเลนต์ เป็ นธาตุท่ีมีแรงดึงดูดหรือความสามารถ ในการให้และรับอิเล็กตรอนใกล้เคียงกนั จึงไม่มีธาตุใดเป็ นฝ่ ายให้หรือรับอิเล็กตรอน แต่ท้งั สองธาตุจะมีการใช้อิเล็กตรอนร่วมกนั เช่น ปฏิกิริยาระหวา่ ง H กบั Cl เกิดเป็ น HCl H มีเวเลนซ์อิเล็กตรอน 1 ตวั ตอ้ งการอีก 1 ตวั ก็จะครบ 2 ตวั ส่วน Cl มีเวเลนซ์อิเล็กตรอน 7 ตวั ตอ้ งการอีก 1 ตวั ก็จะครบ 8 ตวั จึงใชอ้ ิเลก็ ตรอนร่วมกนั 1 คู่ อิเลก็ ตรอนที่ใชร้ ่วมกนั เรียกวา่ อิเลก็ ตรอนคูร่ ่วมพนั ธะ ถา้ ใช้อิเล็กตรอนร่วมกนั 1 คู่ เรียกวา่ พนั ธะเด่ียว (Single bond) ถา้ ใชอ้ ิเล็กตรอนร่วมกนั 2คู่ เรียกวา่ พนั ธะคู่ (Double bond) ถา้ ใชอ้ ิเล็กตรอนร่วมกนั 3 คู่ เรียกวา่ พนั ธะสาม (Triple bond) สารประกอบที่เกิดจากอะตอมคู่ปฏิกิริยา ใชอ้ ิเล็กตรอนร่วมกนั น้ี เรียกวา่ สารประกอบโคเวเลนต์ โดยปกติจะเป็ นพนั ธะระหวา่ งอโลหะกบั อโลหะดว้ ยกนั เอง ซ่ึงอะตอมของอโลหะที่ทาปฏิกิริยากนั จะเป็ นธาตุเดียวกนั หรือธาตุต่างชนิดกนั ก็ได้ สารประกอบโคเวเลนตเ์ กิดจากการใช้อิเล็กตรอนร่วมกัน แรงดึงดูดระหว่างอะตอม ไม่แรงเหมือนพันธะไอออนิก จึงเป็ นผลให้สารประกอบโคเวเลนต์ มีจุดเดือดและจุดหลอมเหลวไม่สูงเหมือนสารประกอบไอออนิก ละลายน้าไดไ้ ม่ดี เมื่อละลายน้าแลว้ สารละลายไม่นาไฟฟ้า เพราะอะตอมที่ประกอบอยู่ในโมเลกุล ไม่

24แยกตวั ออกไปเป็นไอออน ทาให้ไม่มีอนุภาคที่จะนาไฟฟ้า ตวั อยา่ งของสารประกอบโคเวเลนต์เช่น O2 N2 Cl2 HCl HF NH3 CH4 C6H12O6 เป็ นตน้ รูปท่ี 1.9 ตวั อยา่ งพนั ธะโคเวเลนตท์ ้งั 3 ชนิด 5.3 พนั ธะไฮโดรเจน สารประกอบโคเวเลนตท์ ่ีเกิดจากการใชอ้ ิเล็กตรอนร่วมกนั แลว้ เกิดเป็นสารประกอบน้นั ธาตุที่เป็นองคป์ ระกอบในโมเลกุล มีความสามารถในการแยง่ อิเล็กตรอนไดไ้ ม่เทา่ กนั ธาตุที่มีความสามารถ หรือมีแรงดึงดูดอิเล็กตรอนมากกว่า จะดึงอิเล็กตรอนเข้ามาใกล้นิวเคลียสได้มากกวา่ ทาให้มีสภาพเหมือนเป็ นข้วั ลบ ส่วนธาตุที่ถูกดึงอิเล็กตรอนไปจะมีสภาพเหมือนเป็ นข้วั บวก เช่น ในโมเลกุลของน้า (H2O) ซ่ึงประกอบด้วยออกซิเจน 1 อะตอม และไฮโดรเจน 2อะตอม ออกซิเจนมีความสามารถในการดึงอิเล็กตรอนได้ดีกว่า จะมีสภาพเป็ นข้วั ลบ ส่วนไฮโดรเจน จะมีสภาพเป็นข้วั บวก โมเลกุลของน้าจึงเป็นโมเลกลุ ท่ีมีข้วั รูปท่ี 1.10 ก. โมเลกุลของน้า ข. แสดงพนั ธะไฮโดรเจน

25 เมื่อโมเลกุลของน้าอยู่ใกล้ชิดกนั ออกซิเจนซ่ึงมีสภาพเป็ นข้วั ลบในโมเลกุลของน้าโมเลกุลหน่ึง จะดึงดูดกบั ไฮโดรเจนซ่ึงมีสภาพเป็ นข้วั บวกของอีกโมเลกุลหน่ึง โมเลกุลอื่นๆ ของน้าก็จะดึงดูดในลกั ษณะเดียวกนั แรงดึงดูดระหว่างไฮโดรเจนกบั ออกซิเจน หรือกับธาตุอื่นท่ีมีสภาพเป็นข้วั ลบน้ี เรียกวา่ พนั ธะไฮโดรเจน (Hydrogen bond) เป็นแรงดึงดูดระหวา่ งโมเลกลุ พันธะไฮโดรเจน เป็ นแรงดึงดูดที่อ่อนกว่าพันธะไอออนิกและพันธะโคเวเลนต์สารประกอบท่ีเกิดพนั ธะไฮโดรเจนระหวา่ งโมเลกุล จะมีจุดเดือดสูงกวา่ สารประเภทเดียวกนั ที่ไม่เกิดพนั ธะไฮโดรเจน ตวั อย่างของสารประกอบ ท่ีเกิดพนั ธะไฮโดรเจน เช่น HF H2O NH3เป็ นตน้ 5.4 พนั ธะโลหะ โลหะเป็ นธาตุที่มีสมบตั ิพิเศษ แตกต่างไปจากสารประเภทอื่น คือนาไฟฟ้าและนาความร้อนไดด้ ี รีดเป็ นแผน่ และดึงเป็ นเส้นได้ มีผิวเป็ นมนั วาว สะทอ้ นแสงไดด้ ี สมบตั ิเช่นน้ีของโลหะ เป็ นผลมาจากพนั ธะเคมีในกอ้ นหรือผลึกของโลหะ โลหะเป็ นธาตุที่มีความสามารถในการดึงดูดอิเล็กตรอนนอ้ ย หรือมีพลงั งานไอออไนเซชนั ต่า ดงั น้นั เวเลนซ์อิเล็กตรอนของธาตุโลหะจึงหลุดไปไดง้ ่าย เมื่ออะตอมของโลหะรวมกนั อยูห่ ลายอะตอม เวเลนซ์อิเล็กตรอนของอะตอมหน่ึงจะสามารถเคลื่อนท่ีไปยงั อะตอมอื่นๆ ไดท้ ว่ั ท้งั กอ้ นโลหะ พนั ธะหรือแรงดึงดูดระหว่างอะตอมของโลหะน้ี เรียกว่า พนั ธะโลหะ (Metallic bond) อิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่ไปท่ัวท้ังก้อนโลหะเหล่าน้ี เรียกวา่ อิเล็กตรอนอิสระ การเคลื่อนท่ีของอิเล็กตรอนอิสระในกอ้ นโลหะน้ีเอง ทาใหโ้ ลหะนาไฟฟ้าและนาความร้อนไดด้ ี รูปท่ี 1.11 แบบจาลองอะตอมในกอ้ นโลหะ การท่ีโลหะสามารถตีแผ่เป็ นแผ่นบางๆ ไดเ้ ป็ นเพราะวา่ การตีน้นั ทาให้อะตอมเหล่าน้ันเลื่อนไถลโดยไมห่ ลุดออกจากกนั เพราะมีกลุ่มอิเลก็ ตรอนทาหนา้ ที่ยดึ อนุภาคเหล่าน้ีไว้

26 ตี รูปที่ 1.12 การเล่ือนไถลของอะตอมในกอ้ นโลหะ ส่วนการสะทอ้ นแสงของโลหะน้นั เกิดจากการท่ีอิเล็กตรอนอิสระกระทบกบั แสง ซ่ึงเป็ นคล่ืนแม่เหล็กไฟฟ้า อิเล็กตรอนเหล่าน้ีจะรับและกระจายคลื่นแสงออกมา ทาให้ผวิ ของโลหะน้นัสะท้อนแสงได้ สมบตั ิของโลหะเหล่าน้ี มนุษยน์ าไปใช้ประโยชน์ในชีวิตประจาวนั มากมายโลหะสาคญั ท่ีนามาใชก้ นั ไดแ้ ก่ เหลก็ อะลูมิเนียม เงิน ทองคา ทองแดง ตะกวั่ ดีบุก เป็นตน้ 5.5 แรงวนั เดอร์วาลส์ แรงวนั เดอร์วาลส์ (Van der Waals Force) บางคร้ังเรียกว่าแรงลอนดอน เป็ นแรงดึงดูดระหว่างโมเลกุล คน้ พบโดย โจฮนั เนส วนั เดอร์ วาลส์ (Johanest Van der Waals) เขาพบว่าการเคลื่อนท่ีของอิเล็กตรอนภายในโมเลกุล ทาให้โมเลกุลมีลกั ษณะเป็ นข้วั บวกและลบข้ึนในบางขณะ การเกิดข้วั ข้ึนมาน้ีเองทาให้แต่ละโมเลกุล สามารถส่งแรงดึงดูดกนั ได้ คลา้ ยกบั พนั ธะไฮโดรเจน แต่เป็ นแรงดึงดูดที่อ่อนมาก อ่อนกว่าพนั ธะไอออนิก พนั ธะโคเวเลนต์และพนั ธะไฮโดรเจน ■ จงเรียงลาดบั ความแรงของพนั ธะเคมีเหล่าน้ี จากมากไปหานอ้ ย พนั ธะโลหะ พนั ธะไอออนิก แรงวนั เดอร์วาลส์ พนั ธะโคเวเลนต์ พนั ธะไฮโดรเจน ____________________________________________________________________ ■ ธาตุ X เป็นธาตุหมู่ 1 ธาตุ Y เป็นธาตุหมู่ 7 จงทานาย ธาตุ X จะรับหรือจ่ายอิเลก็ ตรอน ______ ธาตุ Y จะรับหรือจ่ายอิเลก็ ตรอน _______ ธาตุ X จะเปล่ียนเป็นไอออนชนิดใด ______________________________________ ธาตุ Y จะเปล่ียนเป็นไอออนชนิดใด ______________________________________ อตั ราส่วนในการรวมตวั = ______ : ______ มีสูตรเป็ น ________________________ พนั ธะท่ีเกิดเป็นพนั ธะชนิดใด ____________________________________________ สารประกอบท่ีเกิดเป็นสารประกอบชนิดใด _________________________________ มีจุดเดือดสูงหรือต่า _______________________ เมื่อสารประกอบชนิดน้ีละลายน้า สารละลายจะนาไฟฟ้าไดห้ รือไม่ __________________ เพราะเหตุใด ___________ ■ ธาตุ A เป็นธาตุหมู่ 6 ธาตุ B เป็นธาตุหมู่ 7 จะมีการรับหรือจ่ายอิเล็กตรอนหรือไม่ ____________ เพราะเหตุใด ______________ _____________________________________________________________________

27 พนั ธะท่ีเกิดข้ึนจะเป็นพนั ธะชนิดใด ______________________________________ สารประกอบที่เกิดข้ึนเป็ นสารประกอบชนิดใด _______________________________ มีจุดเดือดสูงหรือต่า _______________________ เม่ือสารประกอบชนิดน้ีละลายน้า สารละลายจะนาไฟฟ้าไดห้ รือไม่ ________________ เพราะเหตุใด ______________ _____________________________________________________________________6. สารประกอบ เมื่อธาตุทาปฏิกิริยากนั เกิดพนั ธะเคมีและมีการรวมตวั กนั เกิดเป็ นสารใหม่ สารใหม่ที่เกิดข้ึน เรียกวา่ สารประกอบ (compound) สารประกอบจึงเป็ นสารที่เกิดจากการรวมตวั กนั ของธาตุต้งั แต่ 2 ชนิดข้ึนไป มีอตั ราส่วนในการรวมตวั คงที่แน่นอน เช่น โมเลกุลของน้า เกิดจากการรวมตวั กนั ของไฮโดรเจนกบั ออกซิเจน อตั ราส่วนในการรวมตวั เป็ น 2 : 1 น้าจึงมีสูตรโมเลกุลเป็ นH2O สารประกอบเกิดข้ึนไดอ้ ยา่ งไร นกั เรียนจะไดศ้ ึกษาจากการทดลองกจิ กรรมท่ี 1.1 การเกดิ สารประกอบจุดประสงค์ศึกษาหลกั การและองคป์ ระกอบในการเกิดสารประกอบบางชนิดอปุ กรณ์และสารเคมี1. กามะถนั ผง 1 ชอ้ น2. แผน่ ทองแดงขนาด 1 X 3 เซนติเมตร 1 ชิ้น3. คีมคีบโลหะ 1 อนั4. หลอดทดลองขนาดกลาง 1 หลอด5. คีมคีบเหลก็ 1 อนั6. ชุดตรวจการนาไฟฟ้า 1 ชุด7. ตะเกียงแอลกอฮอลพ์ ร้อมที่ก้นั ลม 1 ชุดวธิ ีทดลอง1. สังเกตลกั ษณะของกามะถนั ผงและแผน่ ทองแดงอยา่ งละเอียด ท้งั สี สถานะ ความแขง็ เปราะ บนั ทึกผล2. วดั การนาไฟฟ้าของแผน่ ทองแดงและกามะถนั ผง3. ใส่แผน่ ทองแดงลงไปในหลอดทดลองท่ีมีกามะถนั ผงอยแู่ ลว้ ใชค้ ีมคีบเหล็ก จบั ส่วนบนของหลอดทดลอง นาไปเผาอยา่ งระมดั ระวงั เอียงหลอดประมาณ 45 องศา จนกามะถนั หมด นาออกจากหลอดทดลอง ทิ้งไวใ้ หเ้ ยน็4. วดั การนาไฟฟ้าและสังเกตลกั ษณะของสารที่เกิดจากปฏิกิริยา

ผลการทดลอง ลกั ษณะ 28 - สาร การนาไฟฟ้า ก่อนเผา หลงั เผากามะถนั ผงแผน่ ทองแดง -กามะถนั + ทองแดง - - สรุปผล _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ ■ กามะถนั นาไฟฟ้าไดห้ รือไม่ ____________ เป็นโลหะหรืออโลหะ _______________ ทองแดงนาไฟฟ้าไดห้ รือไม่ ____________ เป็นโลหะหรืออโลหะ _______________ สารหลงั เผามีสมบตั ิเหมือนสารก่อนเผาหรือไม่ ______________________________ อยา่ งไร ______________________________________________________________ ■ นกั เรียนคิดวา่ สารท่ีเกิดจากการเผา เป็นสารเดิมหรือสารใหม่ ___________________ เพราะอะไร __________________________________________________________ เป็นธาตุหรือสารประกอบ _______________________________________________ เพราะอะไร __________________________________________________________ ■ จากการทดลอง ทาไมจึงตอ้ งนาไปเผาไฟ ___________________________________ ถา้ ใหท้ องแดงทาปฏิกิริยากบั กามะถนั โดยไม่เผาไฟ จะมีการรวมตวั เกิดเป็นสารใหม่ หรือไม่ ______________________________________________________________ เมื่อทองแดง (copper หรือ cuprum : Cu) ทาปฏิกิริยากบั กามะถนั (sulfur : S) โดยมีความร้อนเป็ นตวั เร่งปฏิกิริยาให้เกิดเร็วข้ึน ทองแดงจะรวมตวั กบั กามะถนั โดยใช้อตั ราส่วน 1 : 1 เกิดเป็นสารประกอบ คอปเปอร์ซลั ไฟด์ ซ่ึงมีสมบตั ิเป็ นอโลหะ ไม่นาไฟฟ้า มีสูตรเคมีเป็ น CuS การเกิดสารประกอบชนิดอ่ืนกม็ ีลกั ษณะคลา้ ยกนั คือมีสารต้งั ตน้ สภาพแวดลอ้ ม และตวั เร่งปฏิกิริยา